協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，多智能體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，如一致性問題、編隊(duì)控制、群集行為，引起來了研究人員的極大興趣。這些系統(tǒng)一般包含大量的智能體，如無人機(jī)、無人地面機(jī)器人、無入水下機(jī)器人和衛(wèi)星等，因此協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)往往是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在許多領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，如自主車的團(tuán)隊(duì)操作、搜救任務(wù)、移動傳感器網(wǎng)絡(luò)和分布式能源系統(tǒng)等。本文采用優(yōu)化的方法進(jìn)行了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究了多智能體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一致性問題和編隊(duì)控制問題。
　　 本研究

2、為了設(shè)計(jì)多智能體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最優(yōu)協(xié)調(diào)控制策略，采用了三種基于設(shè)計(jì)的方法，即逆優(yōu)化的方法、分布式最優(yōu)控制設(shè)計(jì)的方法和合作博弈論的方法。首先，采用逆優(yōu)化的方法設(shè)計(jì)多智能體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。在這種方法中，通過引入一個協(xié)調(diào)控制李雅普諾夫函數(shù)，可以避開求解HJB方程的困難。我們獲得的協(xié)調(diào)控制器不僅具有處理高相對階系統(tǒng)的優(yōu)勢，而且可以通過調(diào)節(jié)一個正定矩陣來改善多智能體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能。另一方面，我們設(shè)計(jì)的分布式控制是關(guān)于一個有意義的目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)控制

3、，這個目標(biāo)函數(shù)可以用來量化和改善多智能體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能。其次，基于個體目標(biāo)函數(shù)的最小化和HJB方程的求解，分析了多智能體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分布式最優(yōu)控制設(shè)計(jì)，并應(yīng)用于多機(jī)器人系統(tǒng)中。由于智能體之間信息流的交互，每個智能體的控制輸入分成了兩部分，局部輸入和全局輸入。前者是基于智能體的自身狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，后者是鄰近中智能體信息的函數(shù)。最后，考慮了由個體目標(biāo)函數(shù)組成的團(tuán)隊(duì)目標(biāo)函數(shù)，采用了合作博弈論的方法使智能體之間實(shí)現(xiàn)合作。通過團(tuán)隊(duì)目標(biāo)函數(shù)的最小化，